[發(fā)明專利]包括絕熱裝置的燃料電池系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200780025793.0
• 申請日: 2007-05-23
• 公開（公告）號: CN101501905A
• 公開（公告）日: 2009-08-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: M·博爾策;M·羅祖梅克
• 申請（專利權(quán)）人: 艾納爾達公司
• 主分類號: H01M8/02
• 分類號: H01M8/02;H01M8/24;F16L59/12
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 蔡勝利

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種燃料電池系統(tǒng)，包括絕熱裝置，用以將第一部分 與第二部分熱絕緣，在燃料電池系統(tǒng)的操作過程中所述第一部分處在 比所述第二部分實質(zhì)上高的溫度級別，所述絕熱裝置包括與所述第一 部分和第二部分臨界的至少一個引入部分，燃料電池系統(tǒng)的至少一個 部件在燃料電池系統(tǒng)的操作過程中穿過所述引入部分，從而與所述第 一部分和所述第二部分發(fā)生熱接觸。

背景技術(shù)

燃料電池系統(tǒng)用于產(chǎn)生電能和熱能，且被初次進給化石燃料，這 種化石燃料變得越來越重要了。在車輛行業(yè)，特別是在機動車輛行業(yè)， 一般來說都希望使用燃料，而在非車輛行業(yè)，特別是在家庭應(yīng)用中， 天然氣和燃油被使用。

需要通過重整過程來處理這些燃料，重整過程至少部分地是強放 熱性的。類似的應(yīng)用還包括后然室，其能夠在放熱反應(yīng)中轉(zhuǎn)化燃料電 池的廢氣或者還有初次進給燃料。燃料電池系統(tǒng)中的燃料電池特別是 固體氧化物燃料電池(SOFC)本身產(chǎn)生的廢熱可能相當(dāng)多，需要被考 慮到。因此，取決于具體的操作和設(shè)計，燃料電池系統(tǒng)中可以會遇到 500至1000℃的溫度。

降低因傳導(dǎo)至燃料電池系統(tǒng)的環(huán)境的熱量導(dǎo)致的熱損耗是一項重 要要求，為此，高性能絕熱裝置被使用，然而高性能絕熱裝置需要設(shè) 置引入部分，用于例如燃料進給、空氣進給或廢氣排放。由于高溫作 用，這些部件的材料通常采用耐高溫金屬，而這種金屬的導(dǎo)熱率同時 會很高，從而產(chǎn)生耦合高性能絕熱裝置的各引入部分的熱橋，造成高 溫部分向環(huán)境的熱損。類似的問題還有，當(dāng)燃料電池系統(tǒng)中的各個部 分需要彼此熱絕緣時，它們之間的臨界部分造成過量的熱傳導(dǎo)。

特別地講，由于這種向環(huán)境的排熱，系統(tǒng)效率降低，導(dǎo)致位于高 溫部分外側(cè)的各個部件熱過載。另一個缺點是停機時系統(tǒng)快速冷卻， 導(dǎo)致系統(tǒng)再次接通時啟動所需時間過長。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明基于下述目的：避免燃料電池系統(tǒng)中不希望有的熱傳導(dǎo)。

這一目的可以通過獨立權(quán)利要求中的特征實現(xiàn)。

本發(fā)明的有益實施方式在從屬權(quán)利要求中限定。

本發(fā)明基于對一般燃料電池系統(tǒng)的改進，改進之處在于，所述部 件的至少一部分由導(dǎo)熱率低于相鄰部位的材料制成，以產(chǎn)生絕熱部， 所述絕熱部至少部分地安置在所述引入部分內(nèi)。當(dāng)所述部件為例如排 氣管時，排氣管的一部分由不良導(dǎo)熱體制成，排氣管中的該部分的相 鄰部位由傳統(tǒng)耐熱金屬制成。如此產(chǎn)生的排氣管絕熱部至少部分地安 置在所述引入部分中，從而位于第一部分中的金屬管部不能與第二部 分發(fā)生導(dǎo)熱，而且位于第二部分中的金屬管部也幾乎不能與第一部分 發(fā)生導(dǎo)熱。以排氣管為例解釋的原理可以應(yīng)用到穿過(經(jīng)過)所述絕 熱部的任何以及所有部件，例如燃料進給器、氧化劑進給器、燃燒器 管、火焰管、重整器管等等。

本發(fā)明可以方便地構(gòu)造成使得所述絕熱部完全安置在所述引入部 分內(nèi)。盡管本發(fā)明只需要使所述絕熱部部分地重疊所述引入部分就能 成功，但將所述絕熱部完全安置在所述引入部分中是一種優(yōu)選實施方 式。

可以將所述絕熱部設(shè)置成在所述絕熱部中包括反射表面，其面對 著所述第一部分，從而不但可以用于在所述兩個部分之間防止熱傳導(dǎo)， 還能夠通過反射表面降低熱輻射損失。可以通過例如氣相沉積等而在 所述絕熱部上形成反射涂層。

為了實現(xiàn)進一步的功能，所述絕熱部包括連接裝置，用于連接相 鄰部位。例如，所述絕熱部可以設(shè)有陰螺紋，相鄰組成部位可以加工 出陽螺紋，以螺合所述陰螺紋。相近的可行方式包括扭轉(zhuǎn)鎖或類似的 機械接頭。

在本發(fā)明的另一實施方式中，所述絕熱部為所述絕熱裝置的某個 部件，結(jié)果，所述絕熱裝置可以用作連接各個模塊的裝置。所述絕熱 裝置可以預(yù)裝配用于各個模塊的絕熱部，以使得這些模塊可以簡單地 連接到所述絕熱部上，例如，通過螺合就位。

根據(jù)一種特別優(yōu)選的實施方式，所述絕熱部由陶瓷材料制成。

附圖說明

下面將參照附圖來描述本發(fā)明的特定優(yōu)選實施例。在附圖中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng)的第一實施例的一部分的局部 剖視圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng)的第二實施例的一部分的局部 剖視圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng)的第三實施例的一部分的局部 剖視圖；

圖4是根據(jù)本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng)的第四實施例的一部分的局部 剖視圖；

圖5是根據(jù)本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng)的第五實施例的一部分的局部 剖視圖；